芯耀
与非AI
294
输电线路是电力输送的大动脉,杆塔则是支撑导线、保持导线对地距离的基础结构。从 110kV 到 ±800kV 特高压直流、1000kV 特高压交流,架空线路跨越山区、平原、矿区与地质灾害高发区,杆塔数量庞大、分布偏远。对输电运检而言,杆塔"站得稳不稳",直接关系整条通道能否安全运行。杆塔倾斜,是倒塌事故的直接前兆,这也是杆塔倾斜在线监测近年逐步从试点走向重要线路全面覆盖的原因。
为什么需要关注杆塔姿态
杆塔一旦发生倾斜,塔身受力状态随之改变:横担与塔腿偏载,导线弧垂和相间距离发生变化,严重时发展为倒塌断线,造成大面积停电。电网是国民经济命脉,重要输电通道停电影响面大,电网安全是硬约束。因此,掌握杆塔姿态的连续变化,是线路运行管理中的基础性工作。
为什么会"歪":倾斜的主要成因
杆塔倾斜并非单一原因造成,常见成因包括:
- 基础不均匀沉降:采空区塌陷、矿区开采、软土与湿陷性黄土、地质灾害区、地下水位变化等,都会引起杆塔基础不均匀沉降,进而带动塔身倾斜。这类风险长期存在,早期不易察觉。
- 覆冰荷载:重冰区导线覆冰显著增大杆塔荷载,偏心受力加剧倾斜。
- 台风与大风:沿海及强风区大风反复作用,也会造成杆塔姿态变化。
- 塔材锈蚀与外力破坏:塔材锈蚀降低承载能力,施工外破、车辆碰撞塔腿等外力同样可能导致倾斜。
规范与政策怎么说
杆塔倾斜监测有明确的行业依据:
- DL/T 741-2019《架空输电线路运行规程》:架空输电线路运行与巡视的依据,对杆塔变形与倾斜提出控制要求;针对不良地质区,要求定期观测杆塔倾斜和基础沉降,高风险区段宜安装杆塔倾斜在线监测装置。
- 《输电线路在线监测设计规程》:适用于 220kV 及以上电压等级架空输电线路在线监测系统的设计,"杆塔倾斜监测"是其明确的监测类型之一,监测杆塔的倾斜角和倾斜度,与覆冰、微气象、图像/视频监控等并列。
- GB 50545《110kV~750kV架空输电线路设计规范》:输电线路设计的工程依据。
- 电力行业重大隐患判定新规(近期发布实施):按电压等级与杆塔高度,对杆塔倾斜度设定分级刚性阈值,例如 ±800kV、交流1000kV 线路全高 50 米以上杆塔倾斜度超约 10‰、50 米以下超约 15‰,±660kV、750kV 线路相应约为 15‰/20‰(参考,以现行规定为准)。这一变化把杆塔倾斜在线监测从"试点示范"推向重要线路与地质高风险区段的全面覆盖,监测数据接入省级输电线路状态监测平台,融合倾斜、微气象、覆冰、视频的一体化监测成为主流方向。
运维中常按倾斜程度分为正常/预警/危险等分级,对应分级处置,具体阈值因电压等级、塔基状态而异(参考,以现行规程及运维管理规定为准)。
为什么需要连续监测
传统方式下,线路巡视以人工巡视与直升机/无人机巡检协同为主,是周期性的;两次巡视之间,杆塔状态存在盲区。偏远杆塔登塔检查难度大、成本高;覆冰季、台风季工况变化快;采空区、矿区等不良地质区风险长期存在。全站仪等仪器可现场测量杆塔倾斜,但需现场作业、频次低。在线监测补的,正是"两次巡视/测量之间"的连续捕捉。
无线倾角怎么测
杆塔倾斜在线监测中,倾角传感器承担姿态感知环节。以直川科技高精度无线倾角传感器的监测思路为例,其采用 MEMS 测量原理,精度达 ±0.005°,能够捕捉缓慢漂移与瞬时突变;防护等级 IP67、高耐腐 C5L 级,工作温度 -40℃～+85℃,覆盖高寒覆冰、沿海盐雾、暴晒与工业区腐蚀等杆塔户外全工况。
- 布点参考:塔身主材不同高度、横担、塔腿与基础连接部位;优先布设于不良地质区、重冰区、强风区、重要输电通道的杆塔(示意,以线路运维管理规定及监测方案为准)。
- 安装方式:非侵入式免布线固定,对既有结构扰动小,可配合登塔作业带电安装。
- 供电与续航:锂亚电池供电,续航约 3–5 年,减少偏远杆塔登塔维护频次。
- 通信方式:4G + LoRaWAN + NB-IoT 多模无线传输,线路沿线偏远、公网覆盖不均时可按区段灵活适配,也可组网经汇聚网关回传。
- 实施建议:在覆冰季、台风季来临前布设并掌握基线数据;监测数据接入状态监测平台,与覆冰、微气象、视频等数据统一研判。
从数据到管理
倾角数据最有价值的地方在于趋势研判:
- 缓慢漂移:可能是基础沉降的线索,需结合地质条件进一步核实。
- 季节周期变化:往往反映覆冰与温度响应,可辅助评估杆塔在不同工况下的姿态规律。
- 异常突变:应立即安排现场排查。
倾角监测与线路巡视、全站仪等现场测量、微气象与覆冰监测是互补关系:在线监测提供连续捕捉,现场手段提供确认与处置依据,按分级阈值配合运维处置。
能力边界
倾角监测的定位是监测与记录,不是处置工具:它不替代线路巡视(人工/无人机巡检),不替代全站仪等现场测量,不替代覆冰/微气象监测,也不具备加固或防护功能。倾斜限值与分级判定,以现行规程及运维管理规定为准。
FAQ
Q1:输电杆塔为什么会倒?
A1:倾斜是倒塌的前兆。成因多为基础沉降、覆冰荷载、大风等,通过连续监测捕捉倾斜趋势,可以在发展为倒塌前发现异常。
Q2:杆塔倾斜监测是电网认可的技术吗?
A2:是。杆塔倾斜监测是电力行业《输电线路在线监测设计规程》明确的监测类型之一,监测数据可接入状态监测平台,与覆冰、微气象、视频等监测配合使用。
Q3:偏远山区没信号怎么传数据?
A3:可采用多模无线传输,4G、LoRaWAN、NB-IoT 按区段适配,也可组网经汇聚网关回传,适应公网覆盖不均的线路环境。
Q4:倾角监测能替代巡视吗?
A4:不能。倾角监测提供的是两次巡视/测量之间的连续捕捉,与线路巡视、全站仪测量互为补充,不替代现场运维处置。
